Esnek Cam Yüzeylerdeki İletken Mürekkeplerin Kürlenmesinde Isıtmalı Merdaneler Nasıl Bir Rol Oynar?

Yeni nesil esnek, yuvarlanabilir ekranlar ve ince{0}film sensörleri, yeni bir alt tabaka üzerine inşa edilmiştir: insan saçından daha ince, bükülebilecek kadar esnek, ancak tamamen şeffaf cam. Bu söğüt camın üzerindeki elektronik devre, gümüş veya bakır nanopartiküllerden yapılmış benzersiz bir iletken mürekkeple basılmıştır. Metal parçacıklarının hassas, ultra-ince camı eritmeden, deforme etmeden veya çatlatmadan katı, iletken bir iz halinde kaynaştırılması için mürekkebin sinterlenmesi-belirli, orta bir sıcaklıkta pişirilmesi- gerekir. Bu hassas termal kürleme, ısıtılmış bir plaka üzerinde yapılır. Geleceğin elektroniğinin yumuşak ve sıcak aşamasıdır.

Esnek Cam Üzerinde İletken Mürekkeplerin Sinterlenmesi Süreci
Isıtmalı Plaka Nasıl Kullanılır?
Basılı esnek cam levha, düz bir sıcak merdane üzerine yerleştirilir. Plaka genellikle çok düşük termal genleşme katsayısına sahip bir malzemeden (örneğin Invar veya Zerodur gibi bir cam-seramik) yapılır ve genellikle 150 derece ile 250 derece arasında mükemmel şekilde tekdüze bir sıcaklık alanı üretir. Bu hafif, eşit ısı, herhangi bir termal şok veya camda bozulma olmadan mürekkebi sinterler. Merdane yüzeyi pürüzsüz ve parçacıklardan arındırılmış olmalıdır. Genellikle merdanenin yüzeyi, basılı desenin merdaneye yapışmasını önlemek ve kürlenmiş alt tabakanın kolayca çıkarılmasına olanak sağlamak için yapışmaz bir-PTFE katmanıyla kaplanır. Sonuç, bir alt tabaka üzerinde kırılmadan yüz binlerce kez bükülebilen esnek, şeffaf ve tamamen işlevsel bir elektronik devredir.

Termal Tekdüzelik ve Kararlılığın Temel Rolü
Plaka, devre düzenini kağıttan daha ince bir cam levha üzerine yerleştiren, kusursuz biçimde düz, termal olarak yumuşak, ultra-temiz bir yataktır. Isıtmalı merdane iletken mürekkepli esnek camın üretim yöntemi, tüm merdane yüzeyi üzerinde, tipik olarak ±2 derece dahilinde olağanüstü sıcaklık tutarlılığı gerektirir. Yerel bir sıcak nokta camın bozulmasına veya mürekkebin aşırı sinterlenmesine neden olabilir. Soğuk bir konum, mürekkebi sinterlenmiş ve iletken olmayan bir halde bırakacaktır. Merdanenin düşük-termal{-genleşmeli yapısı, düzlüğün sıcaklığın artmasıyla değişmemesini sağlayarak cam ve merdane yüzeyinin sıkı bir şekilde temas halinde kalmasını sağlar. Sinterleme sırasındaki hareket ince iletken hatları kirletebileceğinden, titreşimi ve mekanik şoku en aza indirmek için merdane aktif olarak sönümlenmiş bir çerçeve üzerine monte edilmiştir.

İşlem Notu: Bakır Nanopartikül Mürekkebi için İnert Gaz Atmosferi
İletken mürekkebin bakır nanopartikülleri (gümüşten daha ucuz ve daha iletken) bazlı olması durumunda, sinterleme odasında bir inert gaz atmosferine (nitrojen veya argon) ihtiyaç vardır. Yüksek sıcaklıklarda bakır hızla oksitlenerek nanopartiküllerin yüzeyinde iletken olmayan bir-bakır oksit kaplaması oluşturur. Bu oksidasyon, parçacıkların uygun şekilde kaynaşmasını engeller ve elektrik direncini büyük ölçüde artırır. Bunu önlemek için ısıtılmış plaka, yüksek saflıkta nitrojen (oksijen içeriği) ile yıkanan bir oda ile çevrilidir.<50 ppm) before and throughout the sintering cycle. This same inactive environment also shields the pliable glass substrate from the stress generated by moisture. For silver-based inks a nitrogen atmosphere is optional but is commonly used anyway to maintain a clean, contamination-free environment.

Teknik Doğruluk: Hassas Sıcaklık Yönetimi ve Titreşim Yalıtımı
Sinterleme sıcaklık aralığı
Sinterleme sıcaklığı çok önemlidir ve genellikle ±2 derece gibi çok dar bir aralıkta kontrol edilmesi gerekir. Gümüş nanoparçacıklı mürekkepler en iyi şekilde 150 derece ila 200 derece arasındaki optimum sıcaklıkta sinterlenirken, bakır mürekkepler, herhangi bir polimer üst kaplama katmanının cam geçiş sıcaklığının altında kalırken, bakırın daha refrakter doğasını hesaba katmak için yaklaşık 200-250 derecelik biraz daha yüksek bir sıcaklık gerektirir. Isıtılmış plaka, bir dizi gömülü termokupl (genellikle 100 cm2 yüzey alanı başına bir) ve plakanın arka tarafında bulunan elektrikli ısıtma elemanlarını (örneğin, kartuş ısıtıcıları veya kazınmış folyo ısıtıcıları) düzenlemek için bir PID denetleyicisi ile birlikte sağlanır.

Mekanik İzolasyon ve Titreşim
The platen should be constructed to minimise any vibration or mechanical shock. Even micro-scale vibrations (amplitude >Sinterleme işlemi sırasındaki yaklaşık 0,5 µm), katılaşmadan önce sıvı mürekkebin eşit olmayan akışına neden olabilir, bu da izlerin kırılmasına veya çizgi kenarı keskinliğinin azalmasına neden olabilir. Bu nedenle plaka düzeneği, pnömatik izolatörler veya aktif piezoelektrik damperler kullanılarak bina titreşimlerinden ayrılır. Isıtma kademesinin tamamı, düşük frekanslı bozulmaları azaltmak için ağır bir granit taban üzerine monte edilmiştir.

Sonuç: Esnek Elektroniklerin Geleceğine Güç Vermek
Isıtmalı plaka, elektronik devreleri çığır açan esnek cam alt katmanlara sinterleyerek yeni nesil bükülebilir, kırılmaz ekran ve sensörlere olanak tanıyan yumuşak, hassas bir termal araçtır. Plaka, ultra ince cama zarar vermeden baskılı nanopartikül mürekkeplerini güvenilir, son derece iletken metal izlerine dönüştürmek için dikkatli bir şekilde kontrol edilen, titreşimsiz-ve (gerektiğinde) hareketsiz bir atmosferde tam olarak eşit dağılımlı, düşük-sıcaklıkta ısı sağlar. Esnek elektroniğin geleceği, kusursuz derecede düz, sıcak bir plaka - ile cam üzerinde yumuşak, hassas ve tek bir kırılma veya eğrilme olmadan pişiriliyor.